[发明专利]成像设备和成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于通过成像装置的光电转换对由成像镜头形成的物体进行成像的成像设备和成像方法，更具体地涉及一种用于对图像的由于手抖动等因素造成的照相机抖动(camera-shake)进行校正的成像设备和成像方法。

背景技术

对于拍摄静止照片的电子照相机等的成像设备而言，要求其能够精确和可靠地拍摄所有种类的场景。然而，对于静像(still-image)摄影而言公知的是，由于在较长时间内拍摄照片时物体的移动或照相机抖动，在图像中引入了照相机抖动。图像的这种“照相机抖动”是一维(包括弯曲的)图像朦胧状态(haziness)，因此有时也称为“模糊”，但是在本文档中，将它称为“照相机抖动”。该“照相机抖动”表示了一矢量，并且包括照相机抖动的方向和由照相机抖动的幅度所表示的照相机抖动量。有时，图像的照相机抖动可有效地应用到摄影技术上，例如摇拍(panning)，但是通常这被认为损坏了图像质量，并且必须对其进行避免。避免照相机抖动的一种代表性方法是使用三脚架等稳定地固定住照相机，而另一种方法是使用短时间曝光(高速快门)，但是当条件不允许时这两种方法都不能应用并且无法应用到手持低光(hand-held low-lighting)摄影。另外，防止照相机抖动的设备正变得普及，其通过驱动成像镜头或成像装置来减轻在成像装置的成像表面上形成的图像的照相机抖动。然而，这些防止照相机抖动的设备非常复杂并且需要先进的控制，因而产生了成本增加的问题并且难于使照相机小型化。

作为解决上述问题的技术，已知技术是这样的，例如当设置了长于预定值的曝光时间时，用被设置得小于预定值，例如1/f(秒)(其中f是用于35mm胶卷的摄影镜头的以mm为单位的焦距)的曝光时间来完成时分摄影(time-division photography)，基于获得的多个图像数据来检测与图像之间的相对移动有关的信息，并且基于该检测的移动信息来校正图像之间的相互照相机抖动，因而组合这多个图像数据来获得单个静止图像(例如JP2001086398A)。

发明内容

尽管这样，但是确定的是前述JP2001086398A中公开的成像设备存在应当改进之处，如下所述。也就是说，可容忍的图像的照相机抖动量取决于照相机抖动的频率、查看分辨率、图像观察距离和打印图像时的放大倍率。出于该原因，当这些条件改变时，即使按1/f(秒)完成摄影，也可能没有充分地校正照相机抖动。另外，对于过去已提出的许多电子照相机，能够通过选择图像尺寸来设置图像质量，其中根据光电转换的像素数以及记录和存储所拍摄图像数据时用于图像数据的压缩率，来表示成像装置所拍摄的物体图像。然而，对于前述JP2001086398中公开的成像设备，因为用1/f(秒)曝光时间来拍摄多个图像，而不管图像质量模式，所以未充分实现图像质量选择功能。

作为提高校正图像的照相机抖动的精度的方法，可以考虑进一步在时分摄影中缩短曝光时间。然而，在此情况下图像数据的S/N下降，所以需要先进的技术来提高S/N。作为提高S/N的一种方法，可以考虑增加时分摄影的数量和组合更多的图像数据。然而，这样做时，用于完成诸如照相机抖动校正和图像数据组合这样的事情的图像处理电路变得很复杂，图像处理的负荷变得繁重，并且这对于其它处理有负面影响，导致功耗增加。

因此，考虑到前述方面，本发明的目的是提供一种可拍摄物体图像同时用对应于图像质量的精度有效地校正照相机抖动的成像设备和成像方法。

实现上述目的的本发明的第一方面是一种成像设备，该成像设备进行校正，以便减少由通过时分摄影获得的多帧图像数据中的每一个显示的多帧图像的相互照相机抖动，之后对显示该相互照相机抖动被校正后得到的多帧图像的图像数据进行合成，该成像设备包括：成像装置，用于对成像镜头形成的物体图像进行光电转换；图像质量设置单元，用于设置与多帧图像的质量有关的参数；曝光时间计算单元，用于基于所述参数和成像镜头的焦距来计算曝光时间以便使得多帧图像的照相机抖动量小于允许值；曝光控制单元，用于基于曝光时间来控制前述成像装置的曝光以使得能够连续地拍摄多帧图像；照相机抖动量检测单元，用于计算多帧图像中的每一个的照相机抖动量；以及图像合成单元，用于基于所述多帧图像中的每一个的照相机抖动量对该多帧图像之间的相互照相机抖动进行校正，之后对显示该相互照相机抖动被校正后得到的多帧图像的图像数据进行相加。

本发明的第二方面由根据本发明第一方面的成像设备来表征，其中图像质量设置单元所设置的用于确定图像质量的参数包含图像尺寸或压缩率中的至少一个。